第十二章 物质结构与性质
综合检测
1．(14分)前四周期的元素A、B、C、D、E原子序数依次增大；A是宇宙中含量最丰富的元素；B和C同一主族，且B的L层电子数是K层电子数的2.5倍；D和C同一周期，且D的气态氢化物可以和其最高价氧化物的水化物发生氧化还原反应；E位于第四周期，其价电子层中只有一个电子，且内层都处于全充满状态。请回答下列问题：
(1)E原子的电子排布式为________，C和D的第一电离能较大的是________。 (2)CO4中C的杂化方式为________，该离子的“VSEPR”模型为________形。 (3)C和D的简单阴离子半径由大到小的顺序为________，C和D最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序为________。
(4)某分子的结构式为：A—B＝B—A，则该分子中σ键和π键的数目之比为________，B2分子和一氧化碳分子互为等电子体，则一氧化碳的电子式为________。
(5)向EDO4溶液中加入过量稀氨水，阳离子化学式为________，该离子的配位体为________。
3－
(6)D(黑球)和E(白球)形成的某种晶体的晶胞如右图所示，则该物质的化学式为________，已知该晶胞的棱长为516 pm，则该晶胞的密度为________g/cm，最近的黑球和白球之间的距离为________pm(精确到0.1)。
解析：根据元素周期表及电子排布知识先推断出A、B、C、D、E五种元素，然后根据物质结构有关知识，即可逐一解答各设问。
根据题干信息不难推出A、B、C、D、E五种元素分别是H、N、P、S、Cu。
(2)PO4的价层电子对数是4，故P原子的杂化方式为sp杂化，PO4的“VSEPR”模型为正四面体形。
(3)对于电子层结构相同的离子，原子序数越大半径越小；含氧酸中非羟基氧越多酸性
1
3－
3
3－
3
越强，H3PO4中含有一个非羟基氧，H2SO4中含有2个非羟基氧。
(4)单键都是σ键，双键中有一个是σ键，另一个是π键。CO和N2互为等电子体，二者结构相似，故CO的电子式类似N2的电子式。
(5)过量氨水加到CuSO4溶液中，生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4溶液；NH3中N原子上存在孤电子对，故NH3为配位体。
11
(6)根据均摊法，S原子个数为8×＋6×＝4，Cu原子个数为4，故化学式为CuS；1
824×96－1033
个晶胞中有4个CuS，则1个晶胞的质量m＝ g，晶胞的体积V＝(516×10) cm，
NA
可求得晶胞的密度ρ＝＝
m4×96
VNA×516×10－10
3
g/cm≈4.6 g/cm；黑、白球之间最近的距
33
离为晶胞体对角线的四分之一，故等于
10
1
2
2
6
3
×516 pm≈223.4 pm。 4
2
6
10
1
答案：(1)[Ar]3d4s或1s2s2p3s3p3d4s P (2)sp杂化 正四面体 (3)P>S H3PO4 ·· 3－ 2－3 C??O· 2＋ · (5)[Cu(NH3)4] NH3 (6)CuS 4.6 223.4 2．(12分)安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题。 (1)请写出基态Cu原子的外围电子排布式：________。焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了________而变为激发态。 (2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式。请分析1个松脂酸铜中π键的个数为________；加“*”碳原子的杂化方式为________。 (3)下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号)：________；与X等距离且最近的X原子个数为________。 2 (4)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型为________，比较第一电离能：S________O(填“>”或“<”)。 解析：(2)1个松脂酸铜中含有6个双键，每个双键中有1个π键，共有6个π键； 加“*”的碳原子为烷烃碳()，故杂化方式为sp杂化。 3 1 (3)晶胞中X原子的个数为8×＋1＝2，Cu原子个数为4，则晶胞的化学式为Cu2X；X 8在晶胞中呈体心立方堆积，故与X等距离且最近的X原子个数为8。 1 (4)SO2分子中S原子的孤电子对数为(6－2×2)＝1，价层电子对数为2＋1＝3，所以 2SO2的VSEPR模型为平面三角形，略去一对孤对电子，实际的几何构型为折线形；S和O位于同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小。 答案：(1)3d4s 跃迁 (2)6 sp (3)Cu2X 8 (4)折线形(V形或角形) < 3．(15分)前四周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，其中A和B同周期，固态的AB2能升华；C和E原子都有一个未成对电子，C比E少一个电子层，E原子得到一个电子后3p轨道全充满；D最高价氧化物中D的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数；F为红色单质，有F和F两种离子。回答下列问题： (1)元素电负性：D________E(填“>”“<”或“＝”)； (2)A、C单质熔点：A________C(填“>”“<”或“＝”)； (3)AE4中A原子杂化轨道方式为________杂化，其固态晶体类型为________； (4)F的核外电子排布式为________________；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体中F与NH3之间的化学键为________________； (5)氢化物的沸点B比D高的原因是______________________； (6)元素X的某价态阴离子X中所有电子正好充满K和L电子层，CnX晶体的最小结构 3 n－ ＋ 2＋ ＋ － 3 10 1 单元如图所示。该晶体中阳离子和阴离子个数比为__________，晶体中每个X被______个等距离的C包围。 ＋ n－ 解析：E得一个电子后3p轨道全充满，则E为Cl，根据题意可知，A、B、C、D分别为C、O、Na、S，F为红色单质，有F和F两种离子，故为Cu。 (1)硫元素的非金属性弱于氯元素，则电负性D (3)CCl4中碳原子的价层电子对数是4，且不含有孤对电子，所以碳原子杂化轨道方式为sp杂化，其固态晶体类型为分子晶体。 (4)根据核外电子排布规律可知铜的核外电子排布式为[Ar]3d4s(或1s2s2p3s3p3d4s)；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，沉淀是氢氧化铜，氢氧化铜能溶解在氨水中生成配合物，因此该晶体中铜与NH3之间的化学键为配位键。 (5)由于水分子间存在氢键，所以氢化物的沸点是H2O高于H2S。 11 (6)根据晶胞结构可知阳离子个数是12×＝3，阴离子个数是8×＝1，所以该晶体中 48阳离子和阴离子个数比为3∶1，晶体中每个X被6个等距离的C包围，即上下左右前后各1个。 答案：(1)< (2)> (3)sp 分子晶体 (4)[Ar]3d4s(或1s2s2p3s3p3d4s) 配位键 (5)水分子间存在氢键，增大了分子间作用力 (6)3∶1 6 4．(15分)1967年舒尔滋提出金属互化物的概念，其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素，如Cu9Al4、Cu5Zn8等。回答下列问题： (1)某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于________(填“晶体”或“非晶体”)。 (2)基态铜原子有________个未成对电子，二价铜离子的电子排布式为__________________，在CuSO4溶液中滴入过量氨水，形成深蓝色溶液的溶质的化学式为________。 (3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有π键的数目为________；类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上有硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N 10 1 2 2 6 2 6 10 1 3 2 2 6 2 6 10 1 10 1 3 ＋ 2＋ n－＋ 4 ＝C＝S)，其中沸点较高的是________(填化学名称)。 (4)ZnS的晶胞结构如图甲所示，在ZnS晶胞中，S的配位数为________。 2－ (5)铜与金形成的金属互化物结构如图乙，其晶胞边长为a nm，该金属互化物的密度为________(用含“a、NA”的代数式表示)g·cm。 解析：(1)晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故该金属互化物属于晶体。 (3)(SCN)2分子的结构式为N≡C—S—S—C≡N,1个N≡C键只有1个σ键、2个π键，所以1 mol(SCN)2分子中含有π键的数目为4NA；异硫氰酸(H—N＝C＝S)分子中N原子上连接有H原子，分子间能形成氢键，故沸点高。 11 (5)Cu原子位于晶胞面心，数目为6×＝3，Au原子位于晶胞顶点，数目为8×＝1， 28 64×3＋197 晶胞体积V＝(a×10) cm，则密度ρ＝＝ 答案：(1)晶体 (2)1 1s2s2p3s3p3d [Cu(NH3)4]SO4 (3)4NA 异硫氰酸 (4)4 (5) 389 NA×a3×10－21 2 2 6 2 6 9 －73 3 －3 mVNAa×10 －73 g/cm＝ 3 38933－21 g/cm。 NA×a×10 5．(16分)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题： (1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有________个未成对电子。 (2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或 三 键 。 从 原 子 结 构 角 度 分 析 ， 原 因 是 __________________________________________________________。 (3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_________________________________________________________。 5
人教版2020高考化学总复习第十二章物质结构与性质综合检测
